江蘇連云港花果山九龍橋滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理分析

■馬猛

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì)江蘇連云港222023）

江蘇連云港花果山九龍橋滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理分析

■馬猛

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì)江蘇連云港222023）

通過九龍橋滑坡災(zāi)害勘查方法、地質(zhì)環(huán)境條件的論述，通過滑坡形成原因和機(jī)理的分析、滑坡體發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)、滑坡體的穩(wěn)定性和危害程度的評(píng)價(jià)和計(jì)算等，闡述了滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查的一般步驟和內(nèi)容，對(duì)同類工作具有借鑒意義。

江蘇連云港花果山九龍橋滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理

0　引言

我國(guó)是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家，地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、活動(dòng)頻繁、危害重，是世界上地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。每年因滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害造成的死亡人數(shù)占自然災(zāi)害死亡人數(shù)的比例較大，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。

地質(zhì)災(zāi)害治理工程的勘查是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，尤其是滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程的勘查，其內(nèi)容包括查明災(zāi)害體的分布特征、分析災(zāi)害體的形成原因、預(yù)測(cè)災(zāi)害體的發(fā)展趨勢(shì)、評(píng)價(jià)災(zāi)害體的危險(xiǎn)性和危害特征、選擇地質(zhì)災(zāi)害治理工程方案等。本文結(jié)合江蘇省連云港市花果山九龍橋滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程的勘查進(jìn)行探討。

1　勘查工作概況

九龍橋滑坡位于花果山中部南側(cè)，高差50米左右，坡度較陡，局部地段發(fā)育節(jié)理裂隙十分發(fā)育，形成眾多自由面，目前山頂可見多條縱橫交錯(cuò)的裂縫，寬度0.1～3.0米不等，滑坡前緣巖石破碎，路邊可見滾石，原水泥路面被滑坡體前緣拱起，路面已裂縫。

滑坡前緣為花果山旅游風(fēng)景區(qū)通往九龍橋車站的唯一通道，一旦滑坡加劇，將會(huì)給人民群眾和游客的生命財(cái)產(chǎn)造成損失，危害重大。為保證景區(qū)游客安全及基礎(chǔ)設(shè)施安全，對(duì)該滑坡進(jìn)行治理勘查。

勘查采用的主要工作方法有收集分析已有資料，地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，1:500滑體地形測(cè)量，1:500水工環(huán)災(zāi)害地質(zhì)測(cè)繪，開展鉆探，山地工程，室內(nèi)測(cè)試等。通過地形測(cè)量和水工環(huán)災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查，查明了滑坡體的平面分布特征；通過鉆探、取芯、采樣和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等手段基本查明了滑坡體的空間特征、歷史滑移面等特征，達(dá)到了預(yù)期目的。

2　地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地形地貌

該滑坡地處于濱海低山丘陵地區(qū)，地面高程一般為200-250米，地形起伏較大，附近最高點(diǎn)625.3米。該區(qū)地層產(chǎn)狀為95～120°∠30～40°，受區(qū)域構(gòu)造的影響，巖石節(jié)理比較發(fā)育。局部節(jié)理相對(duì)密集，巖石破碎。山體植被較發(fā)育，多為松木及灌木，覆蓋率平均70%左右。

2.2地層及工程地質(zhì)特征

滑坡區(qū)在區(qū)域上屬于華北地臺(tái)與揚(yáng)子地臺(tái)交界處，由晚-中元古代云臺(tái)巖群花果山巖組（Pt2-3yh）組成，以二長(zhǎng)片麻巖為主的變質(zhì)巖構(gòu)成。該區(qū)范圍內(nèi)未見較大的斷裂構(gòu)造。通過本次勘探現(xiàn)已查明，滑坡區(qū)場(chǎng)地由薄層剝蝕堆積土層和基巖組成。土層較薄，下伏中-晚元古代古老變質(zhì)巖（二長(zhǎng)片麻巖）構(gòu)成的基底。根據(jù)工程地質(zhì)特征，將組成滑坡的巖土體分為4個(gè)工程地質(zhì)層。.

第①層：雜填土（Qnl+al）

雜色，松散主要由細(xì)小碎石、粘土組成，局部夾有全風(fēng)化片麻巖。底面高程220～250米。

第②層：強(qiáng)風(fēng)化片麻巖（Pt）

褐黃色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要組成礦物為長(zhǎng)石、石英和云母，長(zhǎng)石多已泥化，手捻易碎，RQD=0。厚度約1.90～5.60米，底面高程約195.0～246米，底面傾角約15°～20°。

第③層：強(qiáng)風(fēng)化云母片巖（Pt）

褐黃色～綠色，片狀構(gòu)造，主要由云母組成，局部夾有泥質(zhì)充填。厚度約0.5～1.3米，底面高程約163～245米，底面傾角約15° ～20°。

第④層：中風(fēng)化片麻巖（Pt）

褐黃色～褐紅色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要組成礦物為長(zhǎng)石、石英和云母，巖芯呈短柱狀，錘擊可碎，RQD=10%～25%。

2.3地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性

從區(qū)域資料分析，在滑坡發(fā)育的斜坡上未見較大的斷裂構(gòu)造，連云港地區(qū)位于郯廬地震帶東側(cè)，有史以來未發(fā)生過破壞性地震，根據(jù)有關(guān)史料記載，1668年郯城發(fā)生的8.5級(jí)地震對(duì)本區(qū)有所影響，近期黃海內(nèi)4級(jí)地震為數(shù)不少。評(píng)估區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組。

2.4水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)地表水主要類型有面流、澗谷季節(jié)性水流，受大氣降水控制，水量及水質(zhì)受降水量及地表水水質(zhì)影響。

基巖裂隙水主要沿基巖裂隙、層面以及斷裂破碎帶分布。巖石裂隙率為15%～28%，節(jié)理、裂隙貫通性好，巖體滲透系數(shù)可取1.5× 10-2～2.2×10-2m/d；受裂隙充填程度影響，滲透系數(shù)差異較大。其補(bǔ)給主要來自大氣降水、地表水的滲透以及附近構(gòu)造、裂隙水的補(bǔ)給。

3　滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制

3.1地質(zhì)災(zāi)害影響因素

滑坡受多種因素影響，主要分為內(nèi)在因素和外部因素二個(gè)方面，內(nèi)在因素包括：組成邊坡巖土體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造及巖體初始應(yīng)力等；外部因素包括水的作用、地震、巖體風(fēng)化及人為因素等。內(nèi)在因素對(duì)滑坡起控制作用，而外部因素會(huì)促使邊坡變形破壞，產(chǎn)生滑坡。

（1）巖土體類型和結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)松散、抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力低的巖土體（軟弱夾層）是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)。軟硬互層結(jié)構(gòu)的碎屑巖組亦有利于滑坡的形成。另外巖層中的各種節(jié)理、裂隙、層理面及順坡和緩傾的構(gòu)造面是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在地質(zhì)環(huán)境條件。

（2）地形地貌：地面相對(duì)高差較大，山體較陡，斜坡傾向與巖層結(jié)構(gòu)面傾向一致都有利于滑坡的形成與發(fā)展。

（3）地下水作用：地下水使巖土體軟化、降低巖土的抗剪強(qiáng)度，產(chǎn)生動(dòng)水壓和孔隙水壓力，潛蝕巖土，增大巖土容重，對(duì)透水巖石產(chǎn)生浮托力等是產(chǎn)生滑坡的水文地質(zhì)條件。

（4）人為工程活動(dòng)影響：由于人為的開挖坡腳或開挖邊坡增大了原有坡體的坡度角，破壞了原來坡體的平衡狀態(tài)，從而為滑坡創(chuàng)造了條件，極易引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

據(jù)本次調(diào)查，九龍橋滑坡起源于20年前九龍橋公路的興建，在此之前坡面安然無恙。由于修建公路，對(duì)坡腳切坡開挖而導(dǎo)致了山體失穩(wěn)下滑。原建于滑坡體上的部分房屋已搬遷。

3.2滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制分析

通過調(diào)查分析，九龍橋滑坡類型屬于順層滑坡、牽引式滑坡。該滑坡體形成的主要原因?yàn)椋簬r體上發(fā)育一層云母片巖（當(dāng)?shù)匕傩辗Q之為“油石”或“狗屎泥”），加之上部巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，軟巖遇水軟化后抗剪強(qiáng)度較低，是產(chǎn)生滑坡體滑動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。下部為較完整的基巖，起到隔水作用。當(dāng)?shù)叵滤聺B后，在其分界處構(gòu)成軟滑膩面，使得上層巖體沿此軟弱面而向下滑動(dòng)。由于切坡不當(dāng)，坡腳開挖，破壞了山體的支撐部分，使之失去平衡而下滑，巖體從母體脫離產(chǎn)生滑坡，是產(chǎn)生滑坡體滑動(dòng)的外在動(dòng)力。

4　地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性和治理的必要性

滑坡突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害，破壞性較大，尤其在人類生活和社會(huì)活動(dòng)相對(duì)集中的地區(qū)，災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡，使建設(shè)環(huán)境和生活環(huán)境失去安全感，直接關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定問題。

通過上面的描述與分析，由于對(duì)山體的無規(guī)劃削切和特殊的地質(zhì)作用，使得花果山九龍橋地段形成了一定規(guī)模的滑坡。根據(jù)目前情況，治理區(qū)已成為地質(zhì)災(zāi)害的高易發(fā)區(qū)。隨著旅游業(yè)的發(fā)展，花果山風(fēng)景區(qū)勢(shì)必吸引越來越多的中外游客觀光游覽，由于山體上部存在有一定的不安全隱患，如不及時(shí)治理，一旦發(fā)生滑坡，將會(huì)對(duì)滑坡體上部的居民及游客的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)懲威脅。為保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，避免人民的生命財(cái)產(chǎn)遭受地質(zhì)災(zāi)害的侵害，使該地區(qū)人民能夠安居樂業(yè)，對(duì)該滑坡進(jìn)行全面徹底的治理已經(jīng)迫在眉睫、刻不容緩。

5　滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

5.1穩(wěn)定性分析

根據(jù)組成滑坡的地層巖性結(jié)構(gòu)的空間分布特征、變形特征和現(xiàn)狀地形地貌特征等分析認(rèn)為，該滑坡目前處于潛滑失穩(wěn)狀態(tài)。

5.1.1地層巖性與結(jié)構(gòu)面特征

滑坡體覆蓋于單一結(jié)構(gòu)面——強(qiáng)風(fēng)化云母片巖之上，坡度約為15°～20°。根據(jù)鉆探揭露結(jié)果，該界面的空間分布連續(xù)，坡度為中緩坡，滑坡體沿軟巖面下滑的概率較大。

5.1.2歷史變性特征

該滑坡的發(fā)生主要有兩次引發(fā)活動(dòng)或引發(fā)因素。一為修建公路，對(duì)坡腳切坡開挖而導(dǎo)致了山體失穩(wěn)；二為后期的自然降雨，加快了軟弱面的風(fēng)化，導(dǎo)致滑體的下滑。用地質(zhì)歷史分析法預(yù)測(cè)，未來一定的強(qiáng)降水可能會(huì)使該滑坡體發(fā)生再次滑動(dòng)，即牽引式順層滑動(dòng)。

5.1.3現(xiàn)狀地形特征

現(xiàn)狀滑坡體的地形仍為前緣臨空，滑坡體的坡度為中緩坡（15°～20°），滑坡體上游地形變陡，其地形特征是滑坡再次滑動(dòng)的有利組合。

5.2穩(wěn)定計(jì)算與評(píng)價(jià)

5.2.1計(jì)算參數(shù)的確定

主要根據(jù)鉆探取得的巖性資料和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，并參考有關(guān)規(guī)范，主要參數(shù)取值為：

滑動(dòng)帶內(nèi)摩擦角φ=11°粘聚力c=12 kPa

滑動(dòng)帶以上巖土重度γ=26kN/m3

泊松比μ。=0.25

5.2.2主要計(jì)算內(nèi)容

計(jì)算主要內(nèi)容有兩項(xiàng)：①穩(wěn)定法系數(shù)Fs②滑坡體剩余下滑力Fn

①計(jì)算模型及計(jì)算公式

本滑坡為順層牽引式滑坡，可分為主滑、牽引、抗滑一段，理想模型如圖下圖所示。

對(duì)其穩(wěn)定性計(jì)算按下式計(jì)算

式中Wi——各滑塊的重力；

αi——各滑面傾角；

φi——各滑面內(nèi)磨擦角；

Ci——各滑面粘聚力；

Li——各滑面水平投影長(zhǎng)度；

W抗——抗滑段重力。

②計(jì)算參數(shù)的取值

根據(jù)本次工作所取滑坡帶樣品的測(cè)試結(jié)果取值

Wi、W抗=ρiHi

ρ——滑體土體重度，H——滑體厚度；

αi、Li根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料的分層標(biāo)高及間距計(jì)算；

φi、Ci根據(jù)反復(fù)剪切強(qiáng)度取值。

③滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)主軸線幾何形態(tài)將滑體劃分為3個(gè)下滑段和1個(gè)抗滑段，計(jì)算過程如下表。

由上表可知，本滑坡體已處于極限平衡狀態(tài)，處于高度危險(xiǎn)狀態(tài)。要使滑坡體穩(wěn)定必須使抗滑穩(wěn)定系數(shù)Fs≥1.2，每米要增加1760kN以上的抗滑力或減少1467.07kN的下滑力。

6　防治方案建議

據(jù)該滑坡特征，建議采用以下防治方案：

（1）禁止在滑坡體上進(jìn)行建筑，及坡腳開挖，并進(jìn)行地面位移的監(jiān)測(cè)。

（2）改善排水條件，在滑坡體后緣及兩側(cè)修建明溝，在滑坡體內(nèi)開鑿水平排水井，使地下水位降低到滑動(dòng)面以下。

（3）進(jìn)行削坡、減磅，減少下滑力。

（4）設(shè)立抗滑樁，在滑坡體內(nèi)及坡腳設(shè)立抗滑樁，抗滑樁應(yīng)進(jìn)入第③層強(qiáng)風(fēng)化片麻巖2米以上。該滑坡處于旅游風(fēng)景區(qū)內(nèi)，滑坡多為巖石體且滑坡體上綠化、植被發(fā)育，巖體削坡不宜施行，設(shè)立抗滑樁為行之有效的辦法。

7　結(jié)論

花果山九龍橋滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查采用了地形圖測(cè)量、水工環(huán)災(zāi)害地質(zhì)綜合測(cè)繪、鉆探、取芯、采樣和室內(nèi)試驗(yàn)等手段與方法，查明了滑坡體所處的地質(zhì)環(huán)境條件和滑坡體的空間分布特征；在地質(zhì)環(huán)境條件勘查的基礎(chǔ)上，分析了滑坡的形成原因和機(jī)理，預(yù)測(cè)了滑坡體的發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)，評(píng)價(jià)和計(jì)算了滑坡體的穩(wěn)定性和危害程度，提出了防治方案建議，為災(zāi)害體治理工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，達(dá)到了預(yù)期目的。

［1］夏柏如.我國(guó)滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)治理技術(shù) ［J］，探礦工程：巖土鉆掘工程，2001 （S1）：81-90.

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［3］門玉明.地質(zhì)災(zāi)害治理工程設(shè)計(jì) ［M］，冶金工業(yè)出版社，2011.

P694［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-371-2

馬猛（1980～），男，水工環(huán)中級(jí)工程師，研究方向?yàn)楣こ炭辈旒八目辈?，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，地質(zhì)災(zāi)害治理勘查、設(shè)計(jì)等。